一:韩国KF-X战斗机的超源
过去70年,韩国战斗机全部采购自美国,自90年代经济发展之后,韩国人的大国雄心也顺便膨胀起来,军事是大国的重要标志之一,韩国开始致力发展自有品牌军工产品,东拼西凑岀的K1坦克、KDX系列驱逐舰,K21步兵战车、T-50教练机一律打上独立研发的标签,作为军事科技尖端产品的先进战斗机自然也在韩国人的目光之内,1999年,韩国空军预计装备序列中的200多架F-4E和F-5系列老旧战斗机将在2025年退役,届时就有一个巨大的缺口。
虽然韩国也计划从美国采购F--35A战斗机,但50架F—35A战斗机加上配套维护设备、零备件差不多要花100亿美元,韩国必须找来上百架不太贵的战机填补缺口,要么继续引进F-16战斗机,要么自己研发一款新战机,不但比从美国购买划算,还能掌握核心技术,拉动韩国航空技术领域进步,还能大量出口,于是韩国决定研制“国产先进战斗机”替换这些老式战机,2001年,金大中总统宣布最迟在2015年前开发出国产战斗机,两年后韩国空军正式确定为KF-X计划,目标定为单座双发第五代战机。
尽管雄心勃勃,但韩国技术基础薄弱,对于如何研制战斗机没有一点底,韩国防卫研究所评估后认为韩国无法独立研制战斗机,应该寻找合作伙伴分摊研发经费并降低难度,预计开发成本至少10万亿韩元,而韩国一年的国防预算只有40多万亿韩元,一但项目失败韩国难以承受,因此直接给出了停止的建议。直到2004年韩国对于怎么弄KF-X还没有头绪,认识到项目前景难测的韩国空军只能继续向美国订购F-15K和KF-16战斗机,浑浑噩噩过了两年,韩国才开始考虑寻求外来的技术和资金支援。
美国洛·马公司只想卖F-35,波音公司则热衷推销F-15K,韩国改向欧洲求助,韩国连KF-X是用双发还是单发动机设计都无法确定,瑞典的萨伯公司提交了与F-22颇为类似的P305和P306设计方案,分别为单发和双发,但萨伯公司的报价是仅预研费就要180亿美元,把韩国空军吓得了在KF-X计划发展会议上认定KF-X项目完全没有可行性,不可能大规模生产,眼看项目进行不下去了,韩国四处游说他国加入项目,许诺技术转让、产业链转移和优惠信贷后,正在寻求新型战斗机的印尼才同意出资20%加入KF-X计划,让项目迎来了转机。
为了向印尼展现实力,韩国一个月内一口气连续推出六个五花八门设计方案,几乎将F/A-18E/F、F-22,F-35、T-50和歼-20抄了个遍,眼花缭乱的韩国政府面对这些不靠谱的设计更加摇摆不定,也没有形成一致意见,只给了400万美元的预算,韩国国防分析研究院认为KF-X项目根本没有可行性,2017年,由韩国技术上受制于人,频频要求追加开发费用,印尼以“财政困难”为由停止支付分摊费,多方扯皮6年之后,韩国政府才于2016年1月同意KF-X独自立项,同时也批准采购F--35战斗机,换取美方转让部分航空技术支持KF-X研发。
2016年到2018年,KF-X计划进入了全面开发阶段,主要是在洛·马公司C103号方案上完善设计和机载设备研发选型,最终在2018年确定原型机设计,第一架原型机于2019年开始装配,2020年组装完成,2021年,在历时20多年后。第一架KP-X战斗机终于走下了生产线,堪称韩国史上最昂贵的武器项目,相比于其他国家停留在PPT和模型上的计划,KF-X靠大量采用成熟货架产品降低技术难度和成本,相对韩国的体量和研发能力而言相当务实,这才成为全球第7个成功进入到原型机阶段的隐身战斗机计划项目。
二:韩国KF-X战斗机的性能
韩国没有完善航空工业和大量航空业研发经验,韩国在此之前只研制过T—50教练机,还是和洛·马公司负责总体设计,由中国台湾IDF战斗机设计团队负责细节研制的,这样韩国也足足搞了8年,研制费用从最初的1.69万亿韩元涨到2.19万亿韩元,韩国航空工业的体量也不具备建设完整风洞体系、微波暗室,韩国只有一个4x3米风洞,研发的飞机气动模型送往美国,美国提供多少数据给韩国视自身利益而定,没有完整的气动数据,编写飞控软件就举步唯艰,这就注定仓促诞生的KF-X就不可能有多好的性能。
KF-X战斗机采用类似F-22的双发常规隐身布局,隐身要求对战机的机体表面的所有舱口都必须进行隐身处理,带来的额外性能开销需要用设计补偿,相当考验航空工业的设计经验和风洞技术,由于韩国对隐形设计原则“知其然,不知其所以然”,这个气动外形就修改了9次,但风洞试验显示仍不理想,因此尽可能采用部分隐身技术,弹舱是隐身战斗机的必备,但内置弹舱技术复杂,给不拥有完善的气动研究设施的韩国带来很大难题。
内置弹舱明显增大战斗机体积,F-22战斗机内置弹舱达7立方米,严重压缩了油箱容积,使其成为“短腿”战斗机,庞大体积又需要配备更大推力的发动机,内置弹舱又占据了机翼结构,翼盒、油、气、电管线都要重新布置,还要在机身隔框中硬生生“抠”出一块,截断诸多长桁,破坏蒙皮的连续性,弹舱盖开关又和高速气流发生耦合振动,给机身强度设计增加了困难,弹舱门的锯齿结构也不是随手做的,具体尺寸,平面上加工几个锯齿都得送入微波暗室实测。
韩国要解决这个难题,不知得拖到猴年马月,拖延时间过久研发资金可能不敷使用,于是韩国暂且搁置这一难题,在机身腹部设置了4个半埋式挂点,机腹内置弹舱空间暂时用于油箱,这种半埋式挂点对载重有较大限制,只能携带空空导弹,但肯定比机翼挂弹的三代机有隐身优势,当然半埋式挂点只能算过渡方案,预计之后还会进行各种小规模改进,优化机身、舱门隐身能力,最终启用机身内部预留的弹舱空间实现武器内置,最终成为真正的隐身多用途战斗机,只是这个至少是十几年后的事了。
虽说目前KF-X规避了机腹内置弹舱这个“坑”,但面临的技术难题依然不少,最棘手的问题是超重了500公斤,原设计空重仅为11.8吨,比小它一圈的F-35战斗机还轻了1.37吨,设计指标很逆天,实现起来可不容易,韩国没有大型复合材料加工技术,只能采用传统的铝合金蒙皮铆接结构,机身隔框是落后的铝合金板材铣削加工,和韩国大多数自研武器一样KF-X战斗机各个部分也是东拼西凑而成,韩国本身没有多少先进零部件研发能力,只能向各国采购。
绝大多数航电设备都是其他国家的货架产品,空空导弹发射架、弹射座椅、刹车系统、通信天线、副油箱、机载制氧系统,座舱平面显示器和火灾监测设备来自英国,由于美国不允许KF-X使用美国导弹,KF-X只能使用“流星"和ASRAAM导弹,韩国无能力生产整体聚碳酸酯镀膜隐身座舱盖,只能买美国Texstars公司的整体座舱盖成品,发动机是美国的F414-GE-400,发动机附件驱动器是美国凯旋集团的,环境控制系统是美国联合技术公司的。
韩国在关键的机载有源相控阵雷达、机载红外目标探测系统、综合电子战装备等25项关键技术上韩国没有任何技术,于是计划从美国引进F-35的航电系统技术,但美国拒绝转让AN/APG-81相控阵雷达、AAQ-37分布式孔径系统、AAQ-40光电瞄准系统和电子干扰机的技术,只肯提供成品,韩国不得不找以色列埃尔塔公司合作,名义上是合作,实际技术架构是法国泰利斯公司RBE-2机载雷达的,软件是瑞典萨博公司的,雷达波束处理器和数据传输装置是以色列埃尔塔公司ELM-2032雷达的,韩方只负责天线和电源。
由韩国自己研发红外搜索与跟踪系统集成度很低,无法像F-35那样内置于机鼻及机身蒙皮下,只能安装在座舱盖前方右侧,突出于机身表面,IRST系统被单独制作为吊舱,必须放弃隐身性才能使用,KF-X的航电架构和FA-50教练是一样的这样也避免了重新研发航电架构的技术风险,以上林林总总来源如此之多的成品,整合难度激增,造成了空重超标,为了迁就各种引进设备,为了减重,科研团队开出赏金,“谁减重1公斤就奖励10万韩元”,至今仍未取消,但对于韩国空军来说,在对朝鲜空军的早期型米格-29战斗机时完全足够了。
三:韩国KF-X战斗机和歼--31战斗机
2011年,中国在美国国防部长盖茨访华当天亮出了歼-20战斗机,对西方航空界造成了极大的震撼,一下把F-22战斗机从神坛上拉了下来,以前大家都以为第五代战斗机有巨大的技术难题,没人愿意去碰这个风险,现在连在西方国家眼里战斗机技术还是“落后国家”的中国也搞成第五代战斗机,各国纷纷提出了自己的第五代战机计划,但大多数国家没有明确的发展时间表和战术目标设想,只有照搬F-22的CG图,最终要么半死不活,要么无疾而终,只有韩国的KF-X计划接近了成功。
KF-X战斗机长16.9米,高4.7米,宽11.2米,最大起飞重量25.6吨,最大飞行速度1.81马赫,作战半径1300-1400公里,无论气动外形还是各项数据都与中国的歼--31战斗机很相似,但韩国没有可以进行复杂气动耦合试验的高性能风洞,因此没有使用歼--31战斗机的DSI进气道,只能选择需要增加附面层隔板的加莱特进气道,主翼也采用了类似歼--31战斗机的前缘后掠-后缘前掠大面积梯形翼、常规平尾和外倾双梯形垂尾设计,圆形发动机喷口和歼--31战斗机一样,但没有使用锯齿设计。
KF-X战斗机和歼--31战斗机一样采用双发设计,但美国的F414发动机19吨的总推力比歼--31战斗机的总推力17吨的俄罗斯RD-93发动机多出2吨,空战推重比1.293,但如果配套国产涡扇13发动机,空战推重比能达到1.29,KF-X战斗机的有源相控阵雷达口径只有500毫米,小于歼--31战斗机的680毫米,歼--31战斗机的出口型KLJ-7A型有源相控阵雷达性能就优于F-35战斗机的AN/APG-81有源相控阵雷达,自然更优于KF-X战斗机。
KF-X战斗机设计之初就打算出口,价格早早就定为6500万美元,这和6000万美元的歼--31战斗机正好形成了竞争,这一价格比于F-35战斗机低不少,对那些缺乏预算又想买隐身战斗机的国家来说还是相当有吸引力的,而且KF-X没有多少韩国自家技术,避免了研发成本和潜在技术问题,采购自欧美的零部件反而成了优势,在国际军用航空市场几乎都是美俄两国战机,所有国家的战机后勤保障体系要么是美制,要么是俄制,使用美制的国家又远多于使用俄制的国家。
新战机的飞行员培训、模拟训练设备、配套弹药、零部件供应和保障服务也相当花钱,F-X使用美制零部件,兼容美制弹药、维护设备大多与其他美制战机相同,维护流程也相似,采购国不需要再重新建立独立的后勤体系,可以省下大量建设后勤体系的资金和配套弹药成本,这对于预算较紧张的国家来说也是个相当大的卖点,歼--31战斗机虽然性能够强,但全球没多少国家使用中国战机,采购歼--31战斗机还需要从头建立一套完整后勤保障体系,后勤体系兼容性和更新成本是一大劣势。
而且中国高端武器在国际上的认同度还较低,一向依靠的是性价比,但在国际军火市场上买家不只看预算,技术成熟度、后勤体系、更新成本、还看政治,在中美对抗的背景下,只有与中国关系密切的国家才可能考虑歼--31战斗机,其他国家采购歼--31战斗机相当于站队,可能会因此遭到美国的压力,而较为亲美的国家选择F-35战斗机,高昂价格和美制武器附带的政治条件又难接受,KF-X在出口时没什么政治阻力,也不需要重建后勤体系,对那些中立国家,也不是太需要全隐身突防性能。
四:韩国KF-X战斗机的出口前景
KF-X虽然在隐身能力不如歼--31战斗机,性能也无法与歼--31战斗机相对抗,但装备的准五代机级别的航电足以对抗三代机或三代以下对手,对于那些有一定经济能力,国防压力不是显著、因为政治原因难以考虑中国产品的国家来说,KF-X的确是个相当合适的选择,事实上韩国近年的确抢走不少中国的客户,朴正熙年代,韩国就成立了国防开发局,制定了宏伟的军工发展计划,不但要装备国产化,还要开拓海外市场,经过二十年努力,韩国已经建成一个能生产340种武器的国防工业体系,不仅装备本国军,还大量出口。
2018-2022年,韩国全球第9大武器出口国,2013-2017年国防出口增长了74%,2022年出口增长更达140%,创下173亿美元的纪录,韩国正成为世界各国首选的防务伙伴,无论是中东、印或欧洲国家都大规模采购韩国武器,并进行联合开发,或许很快就会挤掉中国成为第4大国防出口国,特别是K-9自行火炮和T/A-50“金鹰"教练机成了国际热销产品,这两款武器的关键性能接近国际先进水准,售价却比欧美便宜一大截,韩国还提供各种优惠,几乎是亏本的卖,因此在国际市场上非常吃香。
韩国的KF-X项目的确对中国的歼--31战斗机岀口构成了巨大威胁,但也对美国的F-35战斗机岀口构成了威胁,KF-X如果达到Block3型完整技术状态,该机更偏重于截击作战,更低成本,将对截击作战是短板的F35战斗机外销产生不小冲击,韩国武器成功的一点是美欧没有同档次外销产品,韩国武器不对自家产品占有率构成威胁的情况下才慷慨地提供成品供韩国“攒机”,但要是威胁到了自家市场,美国就像当年以色列“狮”战斗机威胁到F-16战斗机外销时立即断供技术援助,让“狮”战斗机胎死腹中的了。
五:结语
KF-X战斗机看似雄心勃勃的,实际上前途未卜,韩国自己也没多少信心,2019—2022年,韩国先后买了40架F-35A战机,最近同意向加购20架,交易总额达50.6亿美元,足够买80架KF-X战斗机了,歼--31战斗机与KF-X战斗机相比,最大的优势是不受美国控制,不会像巴基斯坦的F-16战斗机那样随时被卡脖子,当然,这些优势是要厚积薄发,非一日之长短的了。